用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑及其制備方法，該硫化劑由以下組分制成：活性氧化鎂和活性氧化鋅混合物80.0%-90.0%；分散劑10.0%-20.0%；活性氧化鎂與活性氧化鋅重量比為1:0.2-3.0。其制備方法為：a、將活性氧化鎂與活性氧化鋅混合得到物質(zhì)A，分散劑溶于無水乙醇得到物質(zhì)B；b、物質(zhì)B對物質(zhì)A進(jìn)行表面包覆改性得到復(fù)混物；c、將復(fù)混物加熱攪拌得到油膏狀或粘稠狀氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑。該硫化劑解決了傳統(tǒng)硫化劑以粉狀物加入到氯丁橡膠中，造成粉體分散不均勻和氧化鎂活性易失效等問題，提高了氧化鋅的分散性和氧化鎂的活性保持性，同時降低了高門尼粘度膠料的焦燒危險性。
【專利說明】用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于氯丁橡膠硫化的硫化劑，尤其涉及一種氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，同時，本發(fā)明還涉及一種用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]氯丁橡膠是合成橡膠的主要品種之一，作為一種通用型特種橡膠，具有良好的耐熱、耐燃、耐油、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)異特性，在合成橡膠中占有重要地位。按照制造工藝所采用分子量調(diào)節(jié)劑的不同，氯丁橡膠可分為硫調(diào)節(jié)型、非硫調(diào)節(jié)型和混合調(diào)節(jié)型，其中非硫調(diào)節(jié)型為世界主要品種。按照結(jié)晶速度或程度的不同，氯丁橡膠分為通用型和專用型，例如粘接劑專用粘接型、耐寒制品專用耐寒型以及耐油型、電纜專用型等。
[0003]氯丁橡膠必須進(jìn)行充分的硫化才能最大限度地發(fā)揮耐熱、耐腐蝕和耐老化的特點，然而在氯丁橡膠中，由于氯原子處于烯丙基位置，很不穩(wěn)定，容易形成氯化氫，氯化氫不僅影響膠料的硫化性能和物理性能，還將影響產(chǎn)品的使用性能，所以工業(yè)廣泛采用以金屬氧化物作為氯原子的接受體，用于氯丁橡膠的硫化。
[0004]目前金屬氧化物中以氧化鋅和氧化鎂共用會有比較好的硫化效果，且加工安全，硫化橡膠的性能良好。單獨使用活性氧化鋅時，活性氧化鋅與氯化氫快速反應(yīng)生產(chǎn)氯化鋅，增加了膠料焦燒的危險性；加入活性氧化鋅的同時加入高活性氧化鎂，可以使活性氧化鎂與氯化鋅反應(yīng)，生成氧化鋅，這樣可以避免形成大量的氯化鋅，防止膠料焦燒，同時將新生的氧化鋅再次用于硫化反應(yīng)，從而增加最終的氯丁橡膠交聯(lián)程度。但是，活性氧化鋅在氯丁橡膠中不易分散，增加膠燒危險性；而活性氧化鎂在空氣中容易受潮和CO2反應(yīng),使其活性降低，對膠料焦燒性能影響降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種利于分散及活性保持的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑由以下重量組分制成:活性氧化鎂和活性氧化鋅混合物80.0%-90.0% ;分散劑10.0%-20.0% ;混合物活性氧化鎂與活性氧化鋅的重量比為1:0.2-3.0。
[0007]活性氧化鎂構(gòu)成硫化劑中的防焦劑，活性氧化鋅構(gòu)成硫化劑中的活性劑和吸酸劑；分散劑對活性氧化鎂和活性氧化鋅進(jìn)行表面包覆，使得粉狀混合物形成油膏狀或粘稠狀物質(zhì)，提高了混合物在氯丁橡膠硫化過程的穩(wěn)定性，同時，分散劑還對活性氧化鎂和活性氧化鋅進(jìn)行了表面改性，使得呈油膏或粘稠狀的硫化劑能夠很好的分散在氯丁橡膠中，充分發(fā)揮活性氧化鎂和活性氧化鋅的吸酸、硫化作用。
[0008]作為上述方式的限定，所述混合物活性氧化鎂與活性氧化鋅的重量比為1:1.0-2.0。
[0009]由于活性氧化鎂用作防焦劑，若活性氧化鎂比例低，氯丁橡膠容易焦燒，造成硫化程度不夠；活性氧化鋅用作活性劑和吸酸劑，若活性氧化鎂比例高，又會使硫化膠耐熱性能降低；因此，本發(fā)明限定了更優(yōu)的比例區(qū)間，在此區(qū)間制得的硫化劑對氯丁橡膠的硫化程度更優(yōu)，不會出現(xiàn)焦燒的問題，而且耐熱性能良好。
[0010]作為對上述方式的限定，所述活性氧化鎂為活性-80的工業(yè)活性輕質(zhì)氧化鎂。
[0011]氧化鎂的活性影響氯丁橡膠的門尼焦燒時間，選擇活性-80的工業(yè)活性輕質(zhì)氧化鎂氯丁橡膠的門尼焦燒時間最長，當(dāng)活性大于80，氧化鎂活性對延長門尼焦燒時間影響不大。
[0012]作為對上述方式的限定，所述活性氧化鎂堆密度為0.12-0.20g/mL。
[0013]堆密度大,氧化鎂中容易出現(xiàn)沉淀物；堆密度小,氧化鎂在使用操作過程中易揚塵，造成操作環(huán)境惡劣，因此將堆密度設(shè)置為0.12-0.20g/mL，使制得的硫化劑性能更優(yōu)。
[0014]作為對上述方式的限定，所述活性氧化鎂原料中雜質(zhì)氧化鈣的含量不大于0.8%。
[0015]雜質(zhì)鈣影響氯丁橡膠的質(zhì)量，鈣含量高會使橡膠出現(xiàn)分層或變脆現(xiàn)象，而鈣主要由活性氧化鎂原料引入，因此將氧化鎂原料中雜質(zhì)氧化鈣的含量限定為不大于0.8%，進(jìn)一步優(yōu)化了硫化性能，提高氯丁橡膠的質(zhì)量。
[0016]作為對上述方式的限定，所述活性氧化鎂原料中的鹽酸不溶物含量不大于0.1%。
[0017]鹽酸不溶物含量高，會引起氯丁橡膠出現(xiàn)起泡、沙眼等問題，因此將活性氧化鎂原料中鹽酸不溶物的含量限定為不大于0.1%，進(jìn)一步優(yōu)化了硫化性能，提高氯丁橡膠的質(zhì)量。
[0018]作為對上述方式的限定，所述活性氧化鋅D50粒徑在50nm -1OOnm ;活性氧化鎂D50 粒徑在 0.3 μ m -3 μ mo
[0019]此硫化劑的結(jié)構(gòu)組成是活性氧化鋅顆粒先均勻分散粘附在活性氧化鎂表面，再由分散劑將粘附在一起的氧化鎂氧化鋅混合顆粒進(jìn)行表面包覆改性。由于活性氧化鋅密度大，則粒徑大時容易沉淀，從而導(dǎo)致分散不均勻；活性氧化鎂粒徑越小，則比表面積越大，與氯丁橡膠作用面積就越大，利于防止膠凝現(xiàn)象。因此在硫化劑的制備過程中優(yōu)選出活性氧化鋅D50粒徑在50nm -1OOnm,活性氧化鎂D50粒徑在0.3 μ m -3 μ m，此時活性氧化鋅與活性氧化鎂更易于分散粘附，形成均勻且利于活性發(fā)揮的混合物，為之后的分散劑包覆改性提供最佳的結(jié)構(gòu)框架，從而利于得到易于分散且活性穩(wěn)定的高效硫化劑。
[0020]作為對上述方式的限定，所述分散劑為氯化石蠟52、油酸甘油酯、硬脂酸甘油酯或軟脂酸甘油酯中的一種或兩種。
[0021 ] 分散劑用于對活性氧化鎂和活性氧化鋅進(jìn)行表面改性,加快氧化鎂和氧化鋅在氯丁橡膠中的分散，提高分散均勻度；同時，分散劑對活性氧化鎂和活性氧化鋅的表面包覆，保護(hù)了氧化鎂氧化鋅在分散過程中免受雜質(zhì)對活性的影響，使其在氯丁橡膠中發(fā)揮最優(yōu)的活性。
[0022]本發(fā)明所述用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅互混硫化劑的制備方法包括以下步驟:
a、將活性氧化鎂和活性氧化鋅進(jìn)行混合，得到物質(zhì)A;將分散劑按照1.0:1.0-1.5的重量比例與無水乙醇進(jìn)行混合，攪拌，待分散劑全部溶解得到物質(zhì)B ；
b、將物質(zhì)A置于高剪切乳化機(jī)中，以2000-3000r/min速度分散均勻，使活性氧化鋅粘附在活性氧化鎂表面；將物質(zhì)B均勻噴灑在處于高速攪拌混合狀態(tài)的氧化鎂氧化鋅固體粉料上，使分散劑能夠均勻包覆在固體粉料表面，形成包覆膜，分散10-30min，得到氧化鎂氧化鋅復(fù)混物；
C、將步驟b得到的復(fù)混物置于恒溫攪拌器中，邊加熱邊攪拌，使溶液中的乙醇揮發(fā)出去，直到體系變?yōu)橛透酄罨蛘吵頎畹难趸V氧化鋅復(fù)混硫化劑，其中恒溫溫度為40-100°C。
[0023]在制備過程中將固液物料分別混合，是為了防止固體分散不均的問題出現(xiàn)。氧化鎂氧化鋅混合物經(jīng)過高剪切乳化機(jī)的充分分散，使粘附均勻；之后在高速攪拌下將溶有分散劑的乙醇溶液進(jìn)行噴灑包覆，形成改性膜；最后在邊加熱邊攪拌的條件下使乙醇溶劑揮發(fā)，得到油膏狀或粘稠狀的硫化劑。
[0024]作為對上述方式的限定，所述步驟c的恒溫溫度為60-80°C。
[0025]60-80°C的恒溫溫度下更利于復(fù)混物中乙醇的快速揮發(fā)，以制得更優(yōu)的硫化劑。
[0026]綜上所述，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在氧化鎂氧化鋅的粉狀混合體系中加入分散齊?，制成油膏狀或粘稠狀氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，解決了傳統(tǒng)的氧化鎂氧化鋅硫化劑以粉狀物加入到氯丁橡膠中，容易造成粉體分散不均勻和活性氧化鎂易受到空氣中水分和CO2的影響而失效等問題，提高了活性氧化鋅的分散性和活性氧化鎂的活性保持性；同時降低了高門尼粘度膠料的焦燒危險性，為氯丁橡膠的硫化提供了一種便于應(yīng)用，硫化效率更高的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑。

【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0028]實施例一
本實施例涉及一種用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑的制備方法，該方法包括以下步驟:
a、取活性氧化鋅與活性氧化鎂混合，標(biāo)為物質(zhì)A;將分散劑倒入盛有30ml無水乙醇溶液中攬祥，完全溶解后標(biāo)為物質(zhì)B ；
b、將物質(zhì)A置于高剪切乳化機(jī)中，以2000-3000r/min速度分散均勻，使氧化鋅粘附在氧化鎂表面；將物質(zhì)B均勻噴灑在處于高速攪拌混合狀態(tài)的氧化鎂氧化鋅固體粉料中，使分散劑能夠均勻包覆在固體粉料表面，形成包覆膜，分散10-30min，得到氧化鎂和氧化鋅復(fù)混物；
C、將步驟b得到的復(fù)混體系置于恒溫攪拌器中，邊加熱邊攪拌，使溶液中的乙醇揮發(fā)出去，直到體系變?yōu)橛透酄罨蛘吵頎?，即得到氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其中恒溫溫度為40-100。。。
[0029]實施例二
以下各實施例涉及了用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其均采用實施例一的制備方法，不同之處在于各原料成份的用量，如下表所示:

【權(quán)利要求】
1.一種用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于該硫化劑由以下重量組分制成:活性氧化鎂和活性氧化鋅混合物80.0%-90.0% ;分散劑10.0%-20.0% ;混合物活性氧化鎂與活性氧化鋅的重量比為1:0.2-3.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:所述混合物活性氧化鎂與活性氧化鋅的重量比為1: 1.0-2.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:所述活性氧化鎂為活性-80的工業(yè)活性輕質(zhì)氧化鎂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:所述活性氧化鎂堆密度為0.12-0.20g/mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:所述活性氧化鎂原料中雜質(zhì)氧化鈣的含量不大于0.8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:所述活性氧化鎂原料中的鹽酸不溶物含量不大于0.1%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:所述活性氧化鋅D50粒徑在50nm -1OOnm ;活性氧化鎂D50粒徑在0.3 μ m -3 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑，其特征在于:分散劑為氯化石蠟52、油酸甘油酯、硬脂酸甘油酯或軟脂酸甘油酯中的一種或兩種。
9.一種用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑的制備方法，其特征在于該制備方法包括以下步驟: a、將活性氧化鎂和活性氧化鋅進(jìn)行混合，得到物質(zhì)A;將分散劑按照1.0:1.0-1.5的重量比例與無水乙醇進(jìn)行混合，攪拌，待分散劑全部溶解得到物質(zhì)B ； b、將物質(zhì)A置于高剪切乳化機(jī)中，以2000-3000r/min速度分散均勻，使活性氧化鋅粘附在活性氧化鎂表面；將物質(zhì)B均勻噴灑在處于高速攪拌混合狀態(tài)的氧化鎂氧化鋅固體粉料上，使分散劑能夠均勻包覆在固體粉料表面，形成包覆膜，分散10-30min，得到氧化鎂氧化鋅復(fù)混物； C、將步驟b得到的復(fù)混物置于恒溫攪拌器中，邊加熱邊攪拌，使溶液中的乙醇揮發(fā)出去，直到體系變?yōu)橛透酄罨蛘吵頎畹难趸V氧化鋅復(fù)混硫化劑，其中恒溫溫度為40-100°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于氯丁橡膠硫化的氧化鎂氧化鋅復(fù)混硫化劑的制備方法，其特征在于:所述步驟c優(yōu)選的恒溫溫度為60-80°C。
【文檔編號】C08K3/22GK104163960SQ201410358985
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】胡永琪, 李飛龍, 孫孟勇, 劉潤靜, 鄭曉倩, 段曉宇, 崔繼超, 劉亞青, 崔蕊, 張麗喆 申請人:河北科技大學(xué), 邢臺市鎂神化工有限公司